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玻璃幕墙及门窗节能对节能玻璃的呼唤

来源:中国门窗＆配套材料网收集整理　作者:龙文志　日期:2008-11-6 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

摘要：本文从玻璃幕墙及门窗节能形势入手，系统阐述了对节能玻璃创新及发展的期望和呼唤。
　　关键词：隧道战略、节能寿命、性能一体化、中空 LOW-E玻璃、多色彩LOW-E 玻璃、真空玻璃、节能夹层玻璃、光电夹层玻璃。　　

　　1 节能形势严峻
　　据国家统计局数据，2007 年全国 30个省、自治区、直辖市（不含西藏）中，有 29个地区单位 GDP能耗下降。其中，下降幅度超过3％的有17 个地区，2％至3％的有6 个地区，1％至2％的有6个地区。但是，全国除北京外，其他地区都没有完成 2006年单位GDP能耗降低率的目标任务。　　
　　根据去年全国人大通过的“十一五”规划，到２０１０年，全国万元ＧＤＰ能耗由２００５年的１．２２吨标准煤下降到１吨标准煤以下，降低２０％左右。这意味２００６－２０１０年期间，平均每年单位ＧＤＰ能耗降低率应为４％。第一年没有完成4％的目标，为后面四年累计了更大的压力。节能形势严峻。　　
　　2  建筑节能刻不容缓。

　　2。1生产力越发达，人民生活水平越高，建筑能耗将会逐年提高。目前，我国的建筑能耗占总能耗的27。5％，但是这个比例正在以每年增加一个百分点的速度增长，建筑能耗比重很快就会越过整个一、二产业的能耗。　　
　　我国能源消耗分布
　　交通：34％
　　工业：35％
　　建筑：28％
　　其他：3％　　
　　建筑节能和建筑业的可持续发展，不仅涉及老百姓的生活质量，而且也是关系国计民生的大事业。　　
　　2。2我国正处于城镇化和工业化快速发展时期，每年 20亿平米，接近全球年建筑总量的一半。到2020年，我们国家有一半的存量建筑是在未来的15年内建成的，这是一个历史的机遇，我国新建建筑以及原有 400 亿平方米存量建筑是否节能，不仅关系到能否缓解我国能源紧张，而且还关系到全球的气候变化与可持续发展。也就关系到中国能不能走资源节约、环境友好的道路，能不能对世界可持续发展作出贡献，是不是以最节约的方式实现提高生活质量问题。关系到“十一五”节能降耗目标的实现”。　　
　　2。3“尽管 2006年单位GDP 能耗首次出现减缓趋势，但今年前两个月的单位GDP 能耗反弹，表明中国节能降耗形势依然严峻。作为三大用能领域的建筑业，节能降耗已刻不容缓。”　　
　　3  中国节能不是“愚公爬山”而是“智叟穿山”。　　
　　如果全人类都按照今天欧洲的生活模式消耗资源，我们需要 3个地球；如果按照美国的生活方式，需要5个地球的资源；如果按照迪拜的生活方式，则需要10个地球的资源。　　
　　随着中国、印度等发展中大国的经济快速发展，全球气候环境形势将变得愈发严峻。国际机构预测，中国最早在2008年就有可能超过美国成为世界第一能源消耗大国。那么中国节能走哪条路呢？西方国家的节能降耗经验表明，单位GDP能耗相对于人均 GDP通常遵循如图所示一条钟形曲线，这条曲线可以被比作一座小山，为了发展经济提高收入水平，一个国家必须“登山”。发达国家目前已经在山后的下坡端，而大多数发展中国家仍然在上坡端艰难攀登，正在经历着一种更为能源密集型的发展模式，我们可以将之比喻为“愚公爬山”。中国面临的挑战就是要避免这一条老路，不能等经济发展到一定程度之后才降低单位GDP 能耗。实现的路径是改“愚公爬山”为“智叟穿山”。这相当于在单位 GDP能耗的山上打一条隧道，直接通到山坡的另一端。这正是我国现代化过程中应该采用的“隧道战略”。　　
　　‘智叟穿山’就在于‘智’，即利用技术进步实现节能降耗。据有关资料分析，我国能源效率为33％，比国际先进水平低10个百分点，主要产品单位能耗平均比国际先进水平高40％，山西省则更低。有资料表明，我国目前节能通过调整行业和产品结构实现的节能约占工业部门节能潜力的70％至 80％，依靠技术进步降低单位产品能耗实现的节能占20％至 30％。因此，利用技术进步实现节能降耗的潜力还相当大。为此，要重点抓好节能关键技术开发工作。　　
　　4  建筑节能要“智叟穿山”首要抓好幕墙门窗玻璃节能。　　
　　建筑节能是一个复杂的系统工程，包括外墙子系统、屋面子系统、地面子系统、采暖制冷子系统、健康通风子系统和幕墙门窗（主要是外窗）子系统，关键是幕墙外窗子系统与建筑节能的关系极为密切，应引起我们全行业的高度重视。我国大部分城市夏天热、冬天冷的现象十分突出，建筑幕墙门窗的节能不能盲目套用国外寒冷地区的方案。请洋专家设计不一定服本地“水土”；节能建筑本质上是一种气候（甚至地质）适应性建筑，一定要针对和利用地域的小气候条件；抓紧建立地区性建筑节能公共数据库；对“洋”方案进行能效
　　预先评估分析，严格审查。

　　幕墙窗户是建筑外围结构的开口部位之一，是建筑的“眼睛”，幕墙窗户占整个建筑能耗的一半左右，幕墙门窗能耗80％由幕墙门窗玻璃承担，而我国幕墙窗户的单位面积能达到发达国家的2~3 倍，建筑节能要“智叟穿山”首要抓好幕墙门窗玻璃节能。抓住  幕墙门窗（尤其是外窗）玻璃这个关键龙头，使其真正达到节能的标准。我们就有可能不是“愚公爬山”而是“智叟穿山”。　
　　
　　5  节能玻璃的市场。　　
　　估算平均每年节能玻璃的市场需求量约22000平米。

　　从时间座标上我国幕墙门窗所用的节能玻璃，正经历着从普通白玻璃-较深颜色的吸热玻璃（俗称茶色玻璃）-浅绿色吸热玻璃及镀膜玻璃-中空玻璃-LOW玻璃-中空LOW玻璃-真空玻璃这样一个发展过程。但我国地理气候复杂，全国的不同气候分区不可能一刀切，因而从地域座标上将是多种节能玻璃并用的局面。从６０年代至今，国内已建立２００余条中
　　空玻璃生产线，其中引进国外生产线７０条，从国内市场看，中空玻璃的生产及需求正在逐年上升，１９９５年：７０万平方米，１９９９年５００万平方米，  ２００５年４５００万平方米，2006 年 7000 万平方米。在欧洲，大约 90％的建筑物采用具有镀膜的中空玻璃，而在国内，建筑物采用中空玻璃的不到 40％，采用镀膜中空玻璃的不到全部中空玻璃的 10％。，虽然镀膜中空玻璃售价是普通玻璃的 5倍，但却能让用户获取更多的节能收益，未来5 年，国内镀膜中空玻璃的市场规模有望扩大 4 倍。LOW-E 玻璃 2001 年引入，在中国方兴未艾，是近年来市场发展最快的节能玻璃， 2004 年产量为 350 万平方米，2005 年为 600 万平方米，增速高达70％左右；2006 年约 1000 万平方米，预计今后还将以 50％的高速度增长。预估 2010年需求量可达5000 万平方米以上。高档节能玻璃近年主要用于公共建筑及高楼大厦，但从近期市场来看民用住宅节能玻璃市场也在快速升温，广东省的‘万科’、‘华润’等知名楼盘的门窗已开始在民用住宅中大批使用节能玻璃。据国家建设部消息：15 计划期间，中国将新增建筑物21 亿平方米，改造旧楼38 亿平方米，节能耗材消费总额将突破40000 亿元。据国家建设部针对国内节能市场所作的预算，未来 10 年内，国家用于节能补贴和常规消耗，及购买节能产品的支出高达50000 亿人民币。即使 5％用于建筑节能玻璃也达 2500亿人民币。

　　LOW-E 等高挡节能玻璃目前主要由信义，耀皮、南玻、格兰特、兰星、秦皇岛、上皮等沿海大型玻企业生产，但沿海产品内移的趋势日见明显，高挡节能玻璃市场全国化、全面化已初见端倪。　　
　　谁重视今天中国的环境，谁就拥有明天的市场。针对中国节能玻璃行业日益扩大的市场，法国圣戈班、芬兰泰姆-巴伐朗尼、日本旭硝子等国际厂商纷纷进入我国，投资建立了离
　　线镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃、强对流钢化炉等生产线。跨国公司的中国属地化发展行为，虽然进一步加剧了我国节能玻璃行业的竞争，但对整个玻璃行业节能技术的推广应用、建筑节能的发展将起到促进作用。　　
　　6  玻璃幕墙需要美观与节能并举，节能玻璃幕墙的市场-呼唤颜色丰富、不同光学参数、多类型的LOW-E 玻璃　　
　　我国目前 LOW-E 玻璃幕墙色调受到欧卅 LOW-E 玻璃幕墙色调影响及现有工艺技术水平约束，基本上均为灰色及灰兰色，一些案例如下：

　　6。1玻璃参数为：可见光透射比 43％，反射比 33％，反射色蓝灰色，Sc=0。36，U=1。79，
　　可见光透射比43％，反射比33％，反射色蓝灰色，Sc=0。36，U=1。79。

　　6。2 玻璃参数为：

　　可见光透射比53％，反射比 17％，反射色浅蓝灰，Sc=0。46，U=1。84。

　　可见光透射比 53％，反射比 17％，反射色浅蓝灰，Sc=0。46，U=1。84。

　　6。3玻璃参数为：

　　可见光透射比48％，反射比 18％，反射色浅灰，Sc=0。42，U=1。86。

　　6。4玻璃参数为：

　　可见光透射比36％，反射比 29％，反射色银灰，Sc=0。30，U=1。76。

　　6。5玻璃技术参数如下：

　　可见光透射比74％，反射比 12％，浅蓝灰色，
　　Sc=0。65，U=1。86。

　　6。6玻璃技术参数为：

　　可见光透射比为 65％，反射比为 12％，浅蓝灰色，
　　Sc=0。55，U=1。84。

　　可见光透射比为 65％，反射比为 12％，浅蓝灰色，
　　Sc=0。55，U=1。84。

　　6。7玻璃参数为：

　　可见光透射比为 62％，反射比 10％，反射色浅绿，
　　Sc=0。42，U=1。86。

　　可见光透射比为 62％，反射比 10％，反射色浅绿，
　　Sc=0。42，U=1。86。

　　6。8双银 LOW-E 玻璃，玻璃参数为：可见光透射比为 61％，
　　反射比为 10％，无色，Sc=0。38，U=1。71。

　　建筑是一门艺术，节能是一项国策，安全是基本，安全、艺术与节能完全可以统一于建筑。当前要处理好安全与节能、艺术与节能的关系，建筑节能博弈建筑安全、建筑外观。

　　玻璃幕墙要做到安全与节能共融、美观与节能并举。门窗和幕墙玻璃的广泛应用要和玻璃美学、玻璃力学和玻璃物理学相融合。　　
　　现代越来越多的建筑是以玻璃幕墙作外围护装饰，玻璃幕墙色彩十分重要，对单一建筑物而言，一般可以根据建筑物所处地区、环境协调性，采光及功能确定，对一个地区或者
　　一个城市而言既要防止‘色噪’又要避免‘单调’，我国目前 LOW-E 玻璃幕墙色调太单一，不能满足玻璃幕墙多色彩要求，要引起节能玻璃企业的重视，玻璃幕墙需要美观与节
　　能并举，节能玻璃幕墙的市场呼喊节能玻璃行业开发出分别适用于北方寒冷地区或南方温热地区、或具有不同颜色或及具有不同光学参数的多种类型的 LOW-E 玻璃。　　
　　7  对节能玻璃的呼唤。　　
　　7。1 我国是一个横跨寒带、温带和热带等多种气候特征的大国。开发多种透光率、不同遮阳能力、多用途、高寿命的节能玻璃成为市场的迫切需求。　　
　　我国玻璃深加工率不足 25％，低于世界平均 55％、发达国家65％～85％的水平；玻璃加工增值率仅为 2。5倍，发达国家为5 倍。我国浮法玻璃企业发展应从单一浮法的“专业化”战略，转向“价值链向上下游延伸的纵向一体化战略”，不断提高自用深加工玻璃的比例，提高产品附加值；促进节能型玻璃发展，满足“节能建筑”的要求。中国是一个横跨寒带、温带和热带等多种气候特征的大国。开发颜色丰富，（银灰色、兰绿色、棕色、灰色、常青绿、北极兰，）典雅秀丽，多种透光率、不同遮阳能力、多用途的低辐射膜玻璃成为市场的迫切需求。节能玻璃除现有节能玻璃之外，市场也呼唤开发：双中空玻璃、热镜中空玻璃、热镜 Low-E 中空玻璃、超级热镜中空玻璃、高性能一体化节能夹层玻璃、SGP 夹层 LOW-E 玻璃；图案夹层玻璃和彩色夹层玻璃、xir 夹层 LOW-E 中空玻璃、真空玻璃、组合真空玻璃、双层真空玻璃、光电玻璃等新型节能玻璃。　　
　　7。2保证节能玻璃的质量。　　
　　有关方面曾对使用两年后的中空玻璃失效情况进行了调查，失效率为 3—5％。各种失效原因之比见下表。从表中可以看出，失效原因中比例最大的是露点上升（中空玻璃内层结露），其次就是玻璃炸裂。这两种原因构成了总失效的85％。

　　2006 年第二季度国家玻璃质量监督检验中心受国家质量监督检验检疫总局委托对我国中空玻璃使用的重点地区上海市、北京巾、天津市进行了调查，这三个城市足我国经济相对发达、节能意识强、对节能标准要求高的地区、中空玻璃生产使用量较大。其次也对山东省、河北省、辽宁省、河南省、浙江省、四川省、湖北省、安徽省、广东省的 42 家生
　　产企业进行了监督抽查。从抽查企业的地区分布情况来看，基本能代表我国中空玻璃的整体技术、质量水平。本次共抽查了42家企业的 42个产品，每家企业抽查一个产品，42个产品中 37 个产品合格，合格率为 88．1％。42 家企业的 42个中空玻璃产品，按照国家标准，对露点、耐紫外线辐照性能、高温高湿耐久性三项技术要求进行检验，所有样品的耐
　　紫外线辐照性能均合格，有4 家样品的高温高湿耐久性不合格，有2 家样品的露点不合格。　　
　　根据中心多年对企业委托检验和国家监督抽查检验的结果统计分析。初始露点不合格约占50％；耐紫外线照射性能不合格约占2％；高温高湿耐久性试验不合格约占35％；密封试验不合格约占3％；气候循环试验不合格约占10％。

　　　　建设部与国家质检总局联合发布了国家标准《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007（以下简称《规范》），将于今年 10 月 1 日起实施，以往项目节能设计虽好，但因为缺少验收规范，缺少过程控制，施工过程中的材料、设备供应质量问题、施工质量问题等都难以控制，导致“阴阳图纸”成为行业潜规。一些开发商为节约成本，往往“偷梁换柱”，采用质次价低的材料和产品。《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作通知》中，对完善资源节约标准提出了明确要求，要求制定《建筑节能工程施工验收规范》等节能标准规范。国家标准《规范》正是在这样的大背景下编制的。《规范》涉及建筑工程中节能的设计、施工、验收和管理等多个方面的技术要求有法可依，形成从设计到施工和验收的闭合循环，使建筑节能工程质量得到控制。　　
　　7。3 提高节能玻璃的节能寿命。　　
　　节能玻璃的节能寿命是指能玻璃的传热系数及遮阳系数变化不超过 10％的正常使用年限。

　　目前我国中空玻璃存在的主要问题是寿命短，质量没有保证，主要表现是使用一年或几年后中空玻璃出现结露或结霜，尽管玻璃没有破裂，但作为中空玻璃已经失效。而国外先进国家的中空玻璃寿命高达 25 年。至于 LOW-E 玻璃，若按文献1 所述：优质 LOW-E 玻璃一般使用寿命可以达5年以上，但是与建筑几十年的寿命相比还是过于短暂。特别是离线的 LOW-E 玻璃，易氧化也怕氧化，据悉在美国有最新技术，通过在每片玻璃上打个小孔注入化学剂，来延长LOW-E的使用寿命，中空玻璃、LOW-E玻璃、中空 LOW-E 等节能玻璃的节能寿命应与玻璃幕墙的设计使用年限相匹配，即要有 25 年的节能寿命。　　
　　7。4 呼喊高性能一体化节能夹层玻璃和智能玻璃。　　
　　单片透明玻璃的传热系数 K 值就小于同样厚度 PVB 夹层玻璃，WINDOW 软件计算时发现的这个现象，实际检测也是如此。夹层玻璃是防飞溅玻璃，提高节能效益，安全和节能性能均优的高性能一体化夹层玻璃是市场迫切需求。据了解美国杜邦公司已开发出了SGP夹层 LOW-E 玻璃；日本积水化学工业株式会社采用多层化中间膜技术开发了隔热、隔音的夹层玻璃。开发图案夹层玻璃和彩色夹层玻璃。

　　多层膜系的低辐射塑料薄膜可以夹层在两片玻璃之间成为兼有阳光隔热和安全功能的夹层玻璃产品。XIR夹层节能玻璃是在两片 PVB 之间加入一张透明的 XIR 热反射薄膜，再与两片玻璃热合而成的节能、隔音、抗冲击性更好一种新型高性能一体化节能夹层玻璃。

　　北京科技大学研制成功的可调节室内温度和亮度的智能玻璃，近日在国内取得专利权，填补了我国在智能玻璃领域研究和生产的一项空白。根据其原理和方法的不同分为三大类共8 种产品。其中一类是温控智能玻璃材料，即随着室外温度的变化，控制可见光和红外线的透过率，从而控制室内温度和亮度。目前国外正在进行开发和已经商品化的智能玻璃产品有两种，一是可见光透过率随温度变化而变化的智能玻璃材料，而北科大生产的这种智能玻璃材料随温度变化更加灵敏；二是光散乱状态-透明状态电控智能玻璃材料，国外已经开始大规模生产使用，而我国研制的这种智能玻璃的材料成本仅为国外的 1/5。需要尽快产业化、商品化。在幕墙门窗工程应用。可喜的是北京科技大学与北京伟豪公司签署了智能玻璃产业化协议，北京将成为第一个用上具有世界先进水平的智能玻璃的城市。

　　7。5 呼唤LOW-E真空玻璃的发展。　　
　　真空玻璃中间是真空层，基本上消除了对流传热和传导传热，同时组成真空玻璃的原片玻璃可以选择低辐射膜玻璃即 Low-E 玻璃，能够大幅度降低辐射传热。真空玻璃与中空玻璃相比保温性能更好，热阻更高，因此具有更好的防结露性能和隔热节能   真空玻璃两片玻璃中间的真空层消除了传导与对流传热，使房间与外界的热交换降到极限。据国家建筑工程质量监督检测中心提供的数据显示：真空玻璃的保温性能是中空玻璃的2 倍，是单片玻璃的4倍。如今世界上仅日本和中国拥有生产线。北京新立基和青岛享达建立真空玻璃生产线。　　
　　１９９４年年底，日本板硝子玻璃株式会社最先从悉尼大学购得真空玻璃专利使用权，１９９６年在京都工厂内进行工业化生产，产量１０万平方米。他们对真空玻璃及各种玻璃
　　材料的多种物理性能进行了全面的测试比较。１９９７年１月２９日，板硝子正式宣告推出真空玻璃产品。日本各大媒体争相报道“神奇玻璃”问世。如今世界上仅日本和中国拥
　　有生产线。此外。据悉韩国、法国、丹麦等国也在研制真空玻璃，但目前尚未达到工业化生产水平。我国成为世界上第二个拥有真空玻璃生产产业化技术的国家。　　
　　北京天恒大厦是世界首座整栋真空玻璃高节能甲级写字楼。总建筑面积 57238 万平方米，地下4 层，地上22 层，大楼采用半隐框真空玻璃幕墙 7000平方米，采用真空玻璃
　　铝合金断热窗2500多平方米。该楼真空玻璃全部由北京新立基真空玻璃技术有限公司提供。

　　德国著名建筑师埃克哈德•杰伯尔近日和他在多特蒙德市开设的建筑设计所里的同事们一道，设计出一栋堪称艺术级的大楼，这栋 68 层的大厦高 322 米，将在全世界高楼中排名第 22位。这座名叫“能源塔”的大楼不仅只消耗很少的能量，而且能量将完全自给。　　
　　中东地区夏季室外温度往往高达 50 摄氏度。能源塔外表面因此将使用真空玻璃。与现有玻璃相比，真空玻璃窗户传递的热量最多可以减少 2／3。“这种建筑夏季将会像是一个冷
　　藏瓶，起到保冷作用，而冬天又像是一个保温瓶能保持热量。”　　
　　国产真空玻璃产品最大尺寸、最小尺寸均落后于日本。K值比我们小，尚待各方面的协同攻关、突破。真空玻璃的生产工艺要求很严，必须以优质浮法玻璃及优质加工玻璃为原料进行二次、甚至多次加工；其操作工艺同电子工业相似。真空玻璃的工业化、产业化对玻璃工业调整产品结构，提升生产设备技术水平，增加玻璃行业产品的科技含量，具有重大促进作用。　　
　　7。6 门窗幕墙节能发展的新趋势-“能源平方”战略-开发优良的光电玻璃。　　
　　世界人口的持续增长和经济的高速发展导致了自然资源消耗的大幅增加，特别是主要的有限能源。由于开采新资源的成本越来越高，天然气和石油的价格也因此而不断攀升。

　　上述两个因素都迫使我们必须重新思考并制定新的能源战略。使命和任务是显而易见的。我们这代人和下一代人所面临的核心任务就是理性的使用能源和寻找新的途径再生能源。最终的目标则是在经济增长的同时降低能源消耗，使用可再生能源以及保护环。　　
　　我们未来的核心任务是节约能源和生产能源，即能源的平方“能源平方”= 节约能源 × 生产能源。这就是我们对于创新的建筑幕墙和门窗模式的定义。它不仅意味着节约和生产能源，还包括了卓而不群的设计、自动化系统以及建筑幕墙和门窗安全性能的完善。一方面我们制订《公共建筑节能设计标准》、《居住建筑节能设计标准》等，旨在降低幕墙门窗的传热系数，节约能源；一方面大力发展可再生能源，例如，结合了保温隔热和太阳能技术的创新型幕墙门窗系统。旨在生产能源。门窗幕墙节能的发展就在于结合中国国情、结合各省省情把这两点有机熔合，正这就是门窗幕墙节能发展的新趋势-“能源平方”战略-开发优良的光电玻璃。　　
　　8 结束语　　
　　中国玻璃幕墙和门窗年需求量已为世界总量80％，中国已成为世界玻璃幕墙和门窗的大国，中国也必须成为世界节能玻璃幕墙和门窗的强国，中国以“隧道战略”在向世界节能
　　玻璃幕墙和门窗的强国的征途中，呼唤着中国也成为世界节能玻璃大国和强国，否则的话，中国成为世界玻璃幕墙和门窗的强国就将是一厢情愿的空想。衷心祝愿中国玻璃行业健康、持续、快速发展！衷心祝愿中国节能玻璃健康、持续、快速发展！

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